جوش‌های بی‌کیفیت می‌توانند منجر به خرابی‌های پرهزینه، کاهش عمر مفید قطعات یا حتی خطرات ایمنی شوند. ارزیابی کیفیت جوشکاری نیازمند بررسی دقیق ویژگی‌های جوش، از ظاهر آن گرفته تا خواص مکانیکی و داخلی، است. با بررسی کیفیت جوشکاری همراه ابرار صنعتی بمانید.
اهمیت ارزیابی کیفیت جوش
کیفیت جوشکاری مستقیماً بر عملکرد و دوام قطعات جوش‌شده تأثیر می‌گذارد. یک جوش باکیفیت باید استحکام کافی، مقاومت در برابر تنش‌های محیطی و انطباق با استانداردهای صنعتی را داشته باشد. ارزیابی کیفیت جوش به شناسایی عیوب احتمالی، مانند ترک‌ها، تخلخل یا نفوذ ناکافی، کمک می‌کند تا از خرابی‌های آینده جلوگیری شود. این فرآیند در صنایعی مانند هوافضا، خودروسازی و نفت و گاز، که استانداردهای سختگیرانه‌ای دارند، حیاتی است. روش‌های ارزیابی کیفیت جوش به دو دسته کلی تقسیم می‌شوند: روش‌های غیرمخرب و مخرب، که هر یک اطلاعات متفاوتی ارائه می‌دهند.
چرا پارامترهای جوشکاری در کیفیت نهایی بسیار مهم هستند؟
وقتی یک خط تولید را مدیریت می‌کنید، کیفیت نهایی محصول نقش حیاتی در موفقیت کسب‌وکار شما دارد. مهندسان زمان زیادی صرف طراحی مشخصات فنی محصول می‌کنند، که شامل تعیین دقیق پارامترهای جوشکاری برای هر مرحله از فرآیند نیز می‌شود. اما این پارامترها تا چه حد بر کیفیت جوش و محصول نهایی تأثیر دارند؟ پاسخ: بسیار زیاد.
استفاده از پارامترهای نامناسب می‌تواند باعث ایجاد پاشش جوش اضافی شود که نیاز به تمیزکاری اضافه خواهد داشت. در صورتی که جوش سرد باشد، روی سطح فلز قرار می‌گیرد و باعث عدم ذوب در ریشه جوش می‌شود، که این موضوع منجر به اتصال ضعیف و افزایش زمان اصلاح خواهد شد.
بازرسی چشمی جوش
بازرسی چشمی ساده‌ترین و ابتدایی‌ترین روش برای ارزیابی کیفیت جوش است. این روش شامل بررسی ظاهری جوش با چشم غیرمسلح یا ابزارهای ساده مانند ذره‌بین است. یک جوش باکیفیت باید ظاهری یکنواخت، بدون ترک‌های سطحی، سوختگی یا ناهمواری‌های قابل‌توجه داشته باشد. عرض و ارتفاع جوش باید با مشخصات طراحی مطابقت داشته باشد، و هیچ نشانه‌ای از سرباره باقی‌مانده یا پاشش فلز نباید دیده شود. بازرسی چشمی به‌عنوان اولین گام در ارزیابی، می‌تواند عیوب واضح را شناسایی کند، اما برای تشخیص مشکلات داخلی کافی نیست.
روش‌های آزمایش غیرمخرب
آزمایش‌های غیرمخرب (NDT) برای بررسی کیفیت جوش بدون آسیب به قطعه استفاده می‌شوند. رادیوگرافی یکی از روش‌های رایج است که با استفاده از اشعه ایکس یا گاما، تصاویر داخلی جوش را تولید می‌کند تا عیوبی مانند تخلخل، inclusions یا ترک‌های داخلی را نشان دهد. آزمایش التراسونیک روش دیگری است که از امواج صوتی با فرکانس بالا برای شناسایی ناپیوستگی‌های داخلی استفاده می‌کند و به‌ویژه برای جوش‌های ضخیم مناسب است. آزمایش ذرات مغناطیسی و مایع نافذ نیز برای تشخیص ترک‌های سطحی یا نزدیک به سطح در فلزات مغناطیسی یا غیرمغناطیسی به کار می‌روند. این روش‌ها امکان بررسی دقیق جوش را بدون تغییر ساختار آن فراهم می‌کنند.
آزمایش‌های مخرب
آزمایش‌های مخرب برای ارزیابی خواص مکانیکی جوش، مانند استحکام و چقرمگی، انجام می‌شوند و معمولاً روی نمونه‌های آزمایشی اعمال می‌گردند. آزمایش کشش جوش میزان مقاومت جوش در برابر نیرو را اندازه‌گیری می‌کند، در حالی که آزمایش خمش انعطاف‌پذیری و مقاومت جوش در برابر ترک‌خوردگی را بررسی می‌کند. آزمایش ضربه (مانند تست شارپی) نیز چقرمگی جوش را در برابر ضربات ناگهانی ارزیابی می‌کند. این آزمایش‌ها اطلاعات دقیقی از عملکرد جوش تحت شرایط واقعی ارائه می‌دهند، اما به دلیل تخریب نمونه، معمولاً در مراحل توسعه یا بازرسی‌های گزینشی استفاده می‌شوند.
بررسی متالورژیکی جوش
بررسی متالورژیکی برای ارزیابی ساختار میکروسکوپی جوش و ناحیه متأثر از حرارت (HAZ) انجام می‌شود. این روش شامل برش نمونه جوش، آماده‌سازی سطح و مشاهده آن زیر میکروسکوپ است تا عیوب داخلی، مانند ترک‌های میکروسکوپی یا تغییرات ساختاری، شناسایی شوند. آنالیز شیمیایی نیز ممکن است برای بررسی ترکیب فلز جوش و اطمینان از عدم وجود ناخالصی‌ها انجام شود. این بررسی‌ها به‌ویژه در جوشکاری آلیاژهای خاص، مانند فولاد ضدزنگ یا تیتانیوم، که حساسیت بالایی به تغییرات حرارتی دارند، اهمیت دارند.
رعایت استانداردها و کدها
کیفیت جوش باید با استانداردهای صنعتی، مانند استانداردهای AWS (انجمن جوشکاری آمریکا)، ASME یا ISO، مطابقت داشته باشد. این استانداردها معیارهای مشخصی برای ظاهر جوش، اندازه، خواص مکانیکی و روش‌های آزمایش تعیین می‌کنند. برای مثال، در صنایع نفت و گاز، جوش‌های خطوط لوله باید استانداردهای سختگیرانه‌ای مانند API 1104 را رعایت کنند. بررسی انطباق جوش با این استانداردها از طریق بازرسی‌های منظم و مستندسازی نتایج انجام می‌شود، که اطمینان از کیفیت و ایمنی را تضمین می‌کند.
نقش مهارت جوشکار و تجهیزات
کیفیت جوش به عوامل انسانی و فنی نیز بستگی دارد. مهارت جوشکار در کنترل قوس، انتخاب پارامترهای مناسب (مانند جریان و ولتاژ) و استفاده از تکنیک صحیح، تأثیر مستقیمی بر نتیجه دارد. تجهیزات جوشکاری، مانند دستگاه‌های TIG یا MIG، باید به‌درستی کالیبره شوند تا جوشی یکنواخت و بدون نقص تولید کنند. بازرسی‌های دوره‌ای تجهیزات و آموزش مداوم جوشکاران به بهبود کیفیت جوش کمک می‌کند و از بروز عیوب ناشی از خطاهای انسانی یا فنی جلوگیری می‌کند.
مهم‌ترین پارامترهای جوشکاری برای دستیابی به جوشی با کیفیت بالا کدام‌اند؟
سه پارامتر اصلی که در جوشکاری قوسی باید مورد توجه قرار گیرند عبارت‌اند از:
- آمپر (جریان)
- ولتاژ
- سرعت تغذیه سیم
تنظیم نادرست هریک از این عوامل می‌تواند به‌طور مستقیم بر کیفیت جوش نهایی اثر بگذارد.
پارامترهای جوشکاری چگونه بر کیفیت جوش تأثیر می‌گذارند؟
تنظیمات ضعیف یا اشتباه در پارامترها می‌تواند منجر به جوشی شود که نفوذ کافی نداشته و در نتیجه اتصال ضعیفی ایجاد می‌شود. همچنین پاشش زیاد جوش، زمان تمیزکاری را افزایش داده و بهره‌وری را کاهش می‌دهد.
استفاده از تجهیزات مناسب مانند منابع تغذیه Welbee II می‌تواند تنظیم پارامترها را ساده‌تر کرده و در دستیابی به جوشی با کیفیت بالا مؤثر باشد. این دستگاه‌ها امکان پایش لحظه‌ای جریان، ولتاژ و سرعت سیم را فراهم می‌کنند تا قبل از بروز مشکل بتوان اصلاحات لازم را اعمال کرد.
آمپر چگونه بر شکل جوش اثر می‌گذارد؟
اگر سرعت حرکت مشعل مناسب باشد، آمپر میزان نفوذ و اندازه جوش نهایی را تعیین می‌کند. مقدار آمپر باید بر اساس ضخامت قطعات تنظیم شود و همچنین تعیین‌کننده ضخامت سیم مصرفی است.
- آمپر کمتر از مقدار مورد نیاز، جوشی باریک و بلند با نفوذ کم ایجاد می‌کند که ضعیف و ناپایدار خواهد بود.
- آمپر بیش از حد باعث ایجاد جوشی پهن، صاف و نامنظم می‌شود که احتمال پاشش بیش‌ازحد را بالا می‌برد.
چرا تنظیم دقیق ولتاژ در جوشکاری اهمیت دارد؟
ولتاژ، نمایه یا شکل ظاهری جوش را تعیین می‌کند.
- ولتاژ پایین باعث ایجاد جوشی برجسته روی سطح قطعه می‌شود که نیاز به سنگ‌زنی یا صاف‌کاری بیشتر دارد و به دلیل نفوذ ضعیف، نقطه شکست بالقوه ایجاد می‌کند.
- ولتاژ بالا باعث ایجاد جوشی پهن، مسطح و با نفوذ نامنظم می‌شود که کنترل قوس را سخت می‌کند. این شرایط موجب کیفیت پایین جوش، پاشش زیاد، و در فلزات نازک باعث تاب‌برداشتن قطعه نیز می‌شود.
منبع: ابرار صنعتی
